Эффективность работы планарного диода с взрывоэмиссионным катодом при задержке плазмообразования

Представлены результаты сравнительного анализа баланса тока и энергии в диодном узле сильноточного импульсного электронного ускорителя (350–500 keV, 60 ns, 250 J в импульсе) с взрывоэмиссионным катодом, выполненным из графита, меди, углеродной ткани и многоострийным медным катодом. Показано, что насмотря на задержку образования плазменной поверхности на катоде планарный диод со сплошным катодом (графитовым или медным) обеспечивает высокую эффективность преобразования подводимой энергии в кинетическую энергию электронов (более 90%). При согласовании импеданса планарного диода с выходным сопротивлением наносекундного генератора эффективность работы диода не зависит от времени формирования плазмы на катоде. Задержка плазмообразования при использовании графитового катода снижает долю низкоэнергетичных электронов в формируемом электронном пучке и уменьшает потери электронов в анодной фольге при выводе пучка из вакуумного объема диодной камеры в реактор.